干货 | ANSYS Workbench映射网格划分方法_Meshing_Mechanical_Workbench_UM

干货 | ANSYS Workbench映射网格划分方法

纵横CAE

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网格划分是有限元分析最关键的一个步骤，网格的数量和质量对计算效率和结果精度影响很大。网格划分可以分为自由网格、扫掠网格和映射网格等。

映射网格划分是一种针对规整模型的计算网格划分方法，映射网格划分所生成的网格模型比自由网格划分得到的网格模型小很多，质量也较高，可以提高计算效率和保证计算精度。这种方法的主要特点在于：

(1) 面或体的形状是规则的，必须遵循一定的规则。

(2) 对于面，只能被划分为四边形或三角形。

(3) 对于体，只能被划分为六面体，对应线和面保持一致。

(4) 当面被划分为三角形或多边形时，它们的边数应相等。

面映射网格划分

面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形，必须用LCCAT命令将某些边联成一条边。或者用AMAP命令定义3到4个顶点来进行映射划分。注意线与线的夹角不要太大或太小。给面划分四边形映射网格时，必须满足3个条件：

(1) 此面必须由3或4条线围成。

(2) 在对边上必须有相等的单元划分数。

(3) 此面由3条线围成时，则三条边上的单元数必须相等且必须是偶数。

体映射网格划分

体可以是四面体、五面体、六面体或其它任意多面体。对于六面以上的多面体，必须用ACCAT命令将某些面联成一个面。给体划分六边形单元映射网格时，必须满足4个条件：

(1) 它必须是砖形（六面体），楔形体（五面体）或四面体形。

(2) 在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等。

(3) 如果体是棱柱形或四面体形，在三角形面上的单元划分数必须是偶数。

(4) 相对棱边上划分的单元数必须相等，但不同方向的对应边可以不相等。

映射网格划分步骤

本文主要针对ANSYS Workbench中如何生成映射网格（Mapped Face Meshing）进行讲解，详细步骤如下所述。

Step 1：在Mechanical界面，进行扫掠网格划分后（参考文章：干货 | ANSYS Workbench扫掠网格划分方法），右击模型分析树中的Mesh——>Show——>Mappable Faces，显示所有可以映射的面。

Step 2：右击分析树中的 Mesh——> Insert ——> Mapped Face Meshing ——> 选择图形窗口实体映射面，然后单击下方面板中的Scope ——> Geometry ——> Apply，并在Radial Number of Divisions栏中输入等分数目。

对于一些程序自动划分不能生成映射网格的零件也可以得到高质量的网格，通过对边进行切割，然后再添加Face Meshing来生成映射面网格。对于三维复杂几何模型而言，通常的做法是利用ANSYS布尔运算功能，将其切割成一系列四、五或六面体，然后对这些切割好的体进行映射网格划分。

来源：纵横CAE

干货 | ANSYS Workbench大质量法操作流程

在ANSYS中，求解谐响应、随机响应、瞬态响应时，无法施加加速度或位移激励，需通过大质量法将加速度激励转为力激励加载，从而实现等效转换分析。大质量法在动力学分析中广泛应用，通过建立大质量点，并在质量点和约束点之间建立刚性连接，然后在大质量点上施加载荷使约束点的动力响应与试验输入条件一致。ANSYS Workbench进行动力学分析前，先建立一个大质量节点，然后将大质量节点与结构安装接口节点相连接，分析时将约束和载荷施加在大质量节点上。具体方法如下所述。Step 1：点击导航树中的Geometry，工具栏选择点质量Point Mass（理想的质量点，用于增加结构的惯性质量或施加惯性载荷等）。 Step 2：下方列表中设置Applied By为Remote Attachment，图形区选择与点质量相固连的点/线/面，点击明细窗口Geometry中的Apply。Step 3：选择点质量的坐标系Coordinate System、输入点质量质心或中心坐标、输入质量Mass和转动惯量、变形行为Behavior（一般为Deformable）、球半径Pinball Region（默认设置Default Setting为All，此时点质量平均分配到连接几何体的所有节点上）。 Step 4：右击Point Mass，选择Promote to Remote Point，模型树中出现Remote Points，展开后下方出现PointMass-Remote Point。Step 5：添加远端约束Remote Displacement。模态法瞬态分析需要约束全部自由度为0，而直接法瞬态分析需要保持激励方向自由为Free、其余方向全部约束为0。Step 6：添加远端力Remote Force时，下方列表Scoping Method选择Remote Point，然后Remote Point选择Point Mass-Remote Point。特别注意：运用大质量法必须使产品质量相对于上一级振动结构非常小，从而在两者之间不产生动力耦合作用。为了保证计算的精度，大质量点取结构质量的1e3~1e8倍，推荐取1e6倍。来源：纵横CAE